式】
[0015]如圖所示，用于處理有機(jī)廢水的氣升式光催化膜分離耦合反應(yīng)器，包括一個(gè)氣升式環(huán)流光催化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)同軸設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流筒5，相鄰導(dǎo)流筒5之間形成供流體上升或下降的環(huán)形區(qū)域，相鄰導(dǎo)流筒5之間的環(huán)形區(qū)域的體積相同，保證了液體在反應(yīng)器內(nèi)均勻的流動(dòng)。在反應(yīng)器的底部位于相間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置曝氣器，曝氣器擴(kuò)大段呈錐形，母線與中心軸線呈60°夾角，并相比一般的曝氣器而言延長(zhǎng)了擴(kuò)大段，能夠有效避免一般圓盤狀曝氣器中間氣流集中，周圍氣流少，以致整個(gè)曝氣器氣流分布不均勻的問(wèn)題，使氣體更加均勻的分布在曝氣器表面，此外平緩的擴(kuò)大段減少了氣體的阻力損失。在設(shè)置曝氣器的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置光源系統(tǒng)，可設(shè)置多個(gè)紫外燈4，在紫外燈4外面設(shè)置保護(hù)罩2，。
[0016]其中的一個(gè)導(dǎo)流筒5的筒體由內(nèi)層筒壁51和外層筒壁52組成，內(nèi)層筒壁51和外層筒壁52之間具有一個(gè)空腔55，且在筒體的上、下兩端內(nèi)層筒壁51和外層筒壁52之間密封連接，導(dǎo)流筒的外層筒壁52上包裹有過(guò)濾膜53，用以將固體光催化劑從處理后的廢水中分離出去，過(guò)濾膜53可采用板式過(guò)濾膜，其濾孔的大小應(yīng)保證固體光催化劑不能透過(guò)濾膜，在外層筒壁52上被過(guò)濾膜53包裹的區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)透水孔54，透水孔54可均勻分布在外層筒壁52上。導(dǎo)流筒的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證進(jìn)入到空腔55內(nèi)的水是經(jīng)處理后的清水，并且是經(jīng)過(guò)濾膜53過(guò)濾后的不含光催化劑的水。所述導(dǎo)流筒筒體的上端設(shè)有與所述空腔55相連通的集水管11，集水管11與設(shè)置在反應(yīng)器外部的輸出-反沖洗系統(tǒng)連接。具體實(shí)施中，可將導(dǎo)流筒數(shù)目設(shè)置為三個(gè)或者更多，中間的導(dǎo)流筒5設(shè)置為雙層筒壁結(jié)構(gòu)。
[0017]所述的輸出-反沖洗系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有輸出管路和反沖洗管路，輸出管路用以將處理后的不含固體光催化劑的廢水從所述導(dǎo)流筒空腔55內(nèi)抽出，反沖洗管路用以向所述導(dǎo)流筒空腔55內(nèi)注入清水以將粘附在過(guò)濾膜53上的固體光催化劑沖洗掉。
[0018]本發(fā)明的工作過(guò)程為:關(guān)閉進(jìn)氣口 8，將含有有機(jī)污染物的廢水從進(jìn)料口 10注入氣升式環(huán)流光催化反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)水高度約至反應(yīng)器擴(kuò)大段13以下5cm，其中，反應(yīng)器擴(kuò)大段13的傾角設(shè)置為45°左右，能較好緩沖容器內(nèi)的液體流量。從反應(yīng)器頂部設(shè)置的進(jìn)藥口加入一定量的光催化劑(主要成分為打02和ZnO，并參雜少量的V、Cu、N1、Fe等輔助劑。光催化劑粒徑為10~800nm，孔徑為0.3~8nm0 )，打開進(jìn)氣口閥門，空氣經(jīng)進(jìn)氣口 8，經(jīng)過(guò)曝氣器9進(jìn)入反應(yīng)器中。打開紫外燈，光催化反應(yīng)開始進(jìn)行。反應(yīng)一段時(shí)間后，在采樣口 6采樣檢測(cè)有機(jī)物濃度，在連續(xù)檢測(cè)三次處理效果合格，說(shuō)明反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到了穩(wěn)定。然后啟動(dòng)輸出-反沖洗系統(tǒng)的輸出管路系統(tǒng)，即先打開輸出管路上的各個(gè)針型閥，關(guān)閉反沖洗管路上的各個(gè)針型閥，通過(guò)輸出管路上的流量計(jì)控制出水流量，在隔膜栗17的作用下，將處理后的廢水經(jīng)過(guò)濾膜53過(guò)濾掉其中的光催化劑后，從所述空腔55內(nèi)將不含光催化劑的清水抽出。出水一段時(shí)間后，過(guò)濾膜53上積聚了大量光催化劑顆粒，然后打開反沖洗管路上的各個(gè)針型閥，關(guān)閉輸出管路上的各個(gè)針型閥，進(jìn)行反沖洗操作，將光催化劑沖洗掉進(jìn)入有機(jī)污水中，繼續(xù)發(fā)揮作用。在進(jìn)行反沖洗過(guò)程中，調(diào)針型閥使反沖洗水量逐漸減少，以維持在整個(gè)出水和反沖洗周期內(nèi)反應(yīng)器內(nèi)水量基本不變。在輸出管路上和反沖洗管路上分別設(shè)有真空表14和壓力表15，兩路管路上均設(shè)置有流量計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.用于處理有機(jī)廢水的氣升式光催化膜分離耦合反應(yīng)器，包括一個(gè)氣升式環(huán)流光催化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)同軸設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流筒(5)，相鄰導(dǎo)流筒(5)之間形成供流體上升或下降的環(huán)形區(qū)域，其特征在于:其中的一個(gè)導(dǎo)流筒(5)的筒體由內(nèi)層筒壁(51)和外層筒壁(52)組成，內(nèi)層筒壁(51)和外層筒壁(52)之間具有一個(gè)空腔(55)，且在筒體的上、下兩端內(nèi)層筒壁(51)和外層筒壁(52 )之間密封連接，導(dǎo)流筒的外層筒壁(52 )上包裹有過(guò)濾膜(53 )，用以將固體光催化劑從處理后的廢水中分離出去，在外層筒壁(52)上被過(guò)濾膜(53)包裹的區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)透水孔(54)，所述導(dǎo)流筒筒體的上端設(shè)有與所述空腔(55)相連通的集水管(11)，集水管(11)與設(shè)置在反應(yīng)器外部的輸出-反沖洗系統(tǒng)連接。2.如權(quán)利要求1所述的用于處理有機(jī)廢水的氣升式光催化膜分離耦合反應(yīng)器，其特征在于:所述的輸出-反沖洗系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有輸出管路和反沖洗管路，輸出管路用以將處理后的不含固體光催化劑的廢水從所述導(dǎo)流筒空腔(55)內(nèi)抽出，反沖洗管路用以向所述導(dǎo)流筒空腔(55)內(nèi)注入清水以將粘附在過(guò)濾膜(53)上的固體光催化劑沖洗掉。3.如權(quán)利要求1所述的用于處理有機(jī)廢水的氣升式光催化膜分離耦合反應(yīng)器，其特征在于:所述導(dǎo)流筒(5 )設(shè)置為三個(gè)，中間的導(dǎo)流筒(5 )設(shè)置為雙層筒壁結(jié)構(gòu)，相鄰導(dǎo)流筒(5 )之間的環(huán)形區(qū)域的體積相同。
【專利摘要】用于處理有機(jī)廢水的氣升式光催化膜分離耦合反應(yīng)器，包括一個(gè)氣升式環(huán)流光催化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)同軸設(shè)有多個(gè)導(dǎo)流筒，相鄰導(dǎo)流筒之間形成供流體上升或下降的環(huán)形區(qū)域，其中的一個(gè)導(dǎo)流筒的筒體由內(nèi)層筒壁和外層筒壁組成，內(nèi)層筒壁和外層筒壁之間具有一個(gè)空腔，且在筒體的上、下兩端內(nèi)層筒壁和外層筒壁之間密封連接，導(dǎo)流筒的外層筒壁上包裹有過(guò)濾膜，用以將固體光催化劑從處理后的廢水中分離出去，在外層筒壁上被過(guò)濾膜包裹的區(qū)域內(nèi)設(shè)有多個(gè)透水孔，導(dǎo)流筒筒體的上端設(shè)有與所述空腔相連通的集水管，集水管與設(shè)置在反應(yīng)器外部的輸出-反沖洗系統(tǒng)連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在氣升式環(huán)流光催化反應(yīng)器內(nèi)將反應(yīng)后的廢水與固體光催化劑分離。
【IPC分類】C02F9/04, C02F101/30
【公開號(hào)】CN105130045
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510466993
【發(fā)明人】徐航, 郭小熙, 吳峰敏, 李梅, 劉亞納
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月3日